«fizik-kimyo»

8-LABORATORIYA ISHI: GALVANIK ELEMENTLARNING EYUKNI VIRTUAL LABORATORIYA STENDLARIDA ANIQLASH


Ishning maqsadi: Kimyo sanoatida eritmalarning pH qiymatini aniqlash, ulardagi ionlar faolligini o‘lchash, potensiometrik titrlash muhim ahamiyat kasb etadi. Bu usullarning asosida esa elektr yurituvchi kuchni (EYuK) hamda elektrod potеnsiallarini(φ) o‘lchash yotadi.
Kimyoviy reaksiya natijasida elektr energiyasi hosil qiladigan qurilma galvanik element deb ataladi. Bunday asbobda kimyoviy energiya elektr energiyasiga aylanadi. Galvanik elementda o‘ziga xos EYuK paydo bo‘ladi. EYuK elektrolitga tushirilgan metallar tabiatiga, elektrolit konsеntratsiyasiga va haroratga bog‘liq. EYuK metall bilan elektrolit chegarasida hosil bo‘ladigan potеnsiallar farqiga tengdir: E = φ₁ - φ₂.
Laboratoriya ishini bajarish tartibi: elementlarning EyuKni kompen-sasion moslama yordamida o‘lchash mumkin. Moslama, o‘zgarmas elektr toki manbai bo‘lishi uchun 1,8-2,0V kuchlanishli akkumulyatordan va normal Veston elementidan tashkil topgan. Veston elementi doimiy EYuK ga ega (25°C da E=1,0183V), faqat tashqi harorat o‘zgarganda bir muncha o‘zgarishi mumkin.

Galvanik elementlarning EYuKni -

1. kompensatsion (yoki to‘g‘ridan – to‘g‘ri) usulda;

   
   

2. additivlik (yig‘indi) qonunidan foydalanib ham aniqlash mumkin.

   
   

Daniel – Yakobi elementlarining EYuK ini aniqlash uchun quyidagizanjir tuziladi :

EYuK o‘lchashni kompensatsion sxemasi
1 – usul. Galvanik elementlarning elektr yurituvchi kuchi kompensatsion usulda quyidagicha aniqlanadi:
akkumlyator simlar orqali qarshilik ko‘prigining A va Btomonlariga ulanadi, so‘ngra qarshilik ko‘prigining chap tomoni (A) Veston elementining musbat qutbiga ulanadi. Veston elementining manfiy qutbi esa galvanometr va telegraf kalit (K) orqali harakatchan kalit (surgichC) ga ulanadi.
Elektr yurituvchi kuchni o‘lchash quyidagicha amalga oshiriladi:
galvanometr strelkasini qo‘yib yuborib, knopka orqali uni nol nuqtaga keltiriladi. So‘ngra akkumlyator ulanadi. Kalit orqali galvanometr ham ulanib, uni strelkasini harakati kuzatiladi. Agar qarshilik ko‘prigining A qismidan tok o‘tsa, galvanometr strelkasi suriladi. Shundan so‘ng surgichni o‘ng va chapga surib shunday holat topiladiki (C-kompensatsiya nuqtasi), bunda zanjirda tok bo‘lmasin. Binobarin, bunday holatda galvanometr strelkasi ham nol nuqtada to‘xtaydi.
Tekshiruvchi element sifatida Daniel-Yakobi elementi olinadi. Bu 1n rux sulfat eritmasiga tushirilgan rux va 1n mis sulfat eritmasiga tushirilgan mis plastinkalaridan tashkil topgan. Eritmalar o‘zaro agar-agar ivig‘i va KCl ning to‘yingan eritmasi bilan to‘ldirilgan tuz k o‘prigi orqali birlashtiriladi. Kaliy xlorid bog‘lovchi o‘tkazuvchi vazifasini o‘taydi.
Daniel-Yakobi elementidagi ikkita bir-biriga tegib turuvchi eritmalar (1n rux sulfat va 1n mis sulfat) chegarasida diffuzion potеnsial vujudga kelishi mumkin. Kaliy xlorid eritmasi ana shu diffuzion potеnsialni yo‘qotishga xizmat qiladi.
Daniel-Yakobi elementining EYuK ushbu reaksiya tufayli vujudga keladi:

Daniel-Yakobi elementining zanjiri quyidagicha yoziladi.

EYuK ni to‘g‘ridan - to‘g‘ri usulda aniqlash uchun, dastlab sxemaga normal Veston elementi ulanadi, uni EYuK ma’lum – E_w=1,0183 Vga teng:

So‘ngra, kompensatsiya nuqtasi (AC) topildi. Olaylik, u AC masofada joylashgan bo‘lsin. Keyin normal Veston elementi o‘rniga sxemaga Daniel-Yakobi elementi ulanadi va uning uchun ham kompensatsiya nuqtasi (AC₁) aniqlanadi.

Proportsiya orqali tekshiruvchi elementning EYuK aniqlaniladi:


2 – usul. Daniel–Yakobi elementining EyuKni additivlik (yig‘indi) qonunidan foydalanib ham aniqlash mumkin. Buning uchun alohida olingan elektrod potеnsiallaridan foydalaniladi:
bundan

Buning uchun taqqoslash elektrodi yordamida zanjir tuziladi.

Bu ishda taqqoslash elektrodi sifatida kalamel , elektrodidan foydalaniladi. Kalamel elektrodining potеnsial farqi normal vodorod elektrodiga nisbatan 20⁰C da V ga teng.
Mis elektrodining potеnsialini aniqlash uchunrux elektrodi kalamel elektrodi bilan almashtirilib, quyidagicha zanjir tuziladi:

Bu element uchun ham sxema yordamida kompensatsiya nuqtasi (AC₂) topiladi va EYuK (E₂) hisoblanadi:

Rux elektrodini potеnsialini aniqlash uchun, endi mis elektrodi o‘rniga kalomel elektrodi ulanadi va zanjir tuziladi:

Tuzilgan zanjir uchun kompensatsion nuqta (AC₃) topiladi va EYuK (E₃) hisoblanadi:

Aniqlangan _Cu va _Zn qiymatlari quyidagi formulaga q o‘yilib, Daniel-Yakobi elementining EYuK hisoblab topiladi:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nazorat Savollari

1. “Elektr yurituvchi kuch” tushunchasini izohlang?

2. “Galvanik element” va “akkumulyator” tushunchalari mazmun-mohiyati.
3. Galvanik element termodinamikasi.
4. “Elektrod” tushunchasi. Elektrod potensialning hosil bo’lish mexanizmi?
5. “Diffuzion potensial” tushunchasi.
6. Standart potensiallar. Nernst tenglamasi.
7. Elektrodlar qanday sinflarga ajratilgan?
8. Galvanik elementlar qanday sinflarga bo’linadi?
9. “Vodorod ko’rsatkich” tushunchasini yoriting.
10. “Bufer eritmalar” tushunchasi.